1.ラプラス変換ふつう
F(s) = 40/(s(s + 1)(s + 2)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.5) を計算せよ。
F(s) = 40/(s(s + 1)(s + 2))t = 0.5 s
f(0.5) =
2.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −9、y′(0) = 2 の条件で y″ + 7y′ + 10y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 0y(0) = −9y′(0) = 2t = 0.2 s
y(0.2) =
3.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 6)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 6))単位負帰還
K =
4.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 68/(s(s + 3)) を、センサのゲイン H = 1 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 68/(s(s + 3))H = 1
ωd = rad/s
5.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 62/(s² + 5s + 62) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 62/(s² + 5s + 62)
ωn = rad/s
6.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 8 % で、最初のピークは t = 0.1 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 8 %tp = 0.1 s
ωn = rad/s
7.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5))、K > 0 です。閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5))
Kmax =
8.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
L(s) = K/((s + 3)(s + 7)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 3)(s + 7))
K =
9.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 5·t²/2 が、G(s) = 20(s + 5)/(s²(s + 2)) の単位フィードバックのループに加えられます。定常偏差 ess を求めなさい。
G(s) = 20(s + 5)/(s²(s + 2))r(t) = 5·t²/2
ess =
10.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 5)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.4 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 1/(s(s + 5))ζ = 0.4
K =
11.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 3(s + 7)/(s(s + 1)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 3(s + 7)/(s(s + 1))ω = 4 rad/s
∠G(jω) = °
12.ボード線図と余裕むずかしい
ユニティフィードバック系の開ループ伝達関数は L(s) = 0.6/(s(s + 1)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 0.6/(s(s + 1))
ωc = rad/s